高速列车车体铝合金薄壁中空结构件高效铣削加工研究

郭子晛，房玺正，葛英飞，刘畅 ( 南京工程学院机械工程学院)

摘要: 使用高速钢和硬质合金刀具，在采取较大的切削工艺参数组合条件下对6N01-T5铝合金薄壁中空W形型材结构件进行高效铣削加工试验。结果表明: 高效铣削时切削力、切削振动、切削温度幅值变化剧烈; 切削筋板交叉处的切削力可达1 800 N ～ 3 500 N，切削振动振幅是切削单层处的1.6倍，最高切削温度比切削单层处的高出100 ℃; 采用较小的刀具螺旋角可有效降低切削力和切削温度; 对于高速钢刀具来说，M42刀具磨损率极高、粉末冶金波刃刀具极易发生严重黏结磨损，因此都不适合该材料的高效铣削加工; 粉末冶金非波刃刀具容易发生刃口或刀尖大面积崩刃，刀具寿命偏低; 硬质合金刀具具有较好的适应性，但涂层刀具容易发生涂层过早剥落，并未体现特殊优势; 在各种冷却条件下，低温气动喷雾射流冲击冷却的效果最佳，与干切相比，前者可使切削振动振幅降低30%、切削温度降低80 ℃、刀具寿命提高近一倍; 加工表面缺陷主要有表面挤压塑性变形和隆起、鱼鳞状挤压、毛刺、筋板打断等。

关键词: 铝合金薄壁中空结构件; 高效铣削; 切削力; 切削温度; 切削振动; 刀具磨损